KR950004712B1 - 고강도·고인성 미세강선용 와이어로드 및 고강도·고인성 미세강선 - Google Patents

고강도·고인성 미세강선용 와이어로드 및 고강도·고인성 미세강선 Download PDF

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가부시끼가이샤 고오베 세이꾜오쇼
가메다까 소끼찌
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Abstract

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Description

고강도·고인성 미세강선용 와이어로드 및 고강도·고인성 미세강선
제 1 도는 압연된 상태의 와이어로드내의 아공석 시멘타이트의 면적비와 인발가공동안의 파단수(number of breakage)사이의 관계를 나타내는 그래프,
제 2 도는 미세강선(fine steel wire)의 와이어직경과 인장강도사이의 관계를 나타내는 그래프,
제 3 도는 Si함량과 잔류스케일사이의 관계를 나타내는 그래프; 및
제 4 도는 Cr함량과 잔류스케일사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
[발명의 기술분야]
본 발명은 미니어추어로프용재료, 미사일와이어등과, 같은 벨트코어, 타이어코드용의 고무강화재(rubber reinforcing material)로 사용되는 고강도, 고인성을 갖는 저합금 미세강선 및 이러한 미세강선을 제조하기 위한 와이어로드에 관한 것이다.
[선행기술]
러버강화재로서 사용되는 미세강선은 통상 다음과 같은 방법에 의해서 제조된다. 먼저, 특정한 화학조성의 강재를 열간압연하고 필요에 따라 냉각을 제어한다. 다음에 직경이 4.0 내지 6.4㎜인 얻어진 와이어로드에 1차 인발, 파텐팅, 2차인발, 재파텐팅 및 플레이팅을 차례로 행한다. 마지막으로 와이어로드를 미세강선으로 웨트-드로잉(wet-draw)한다. 이렇게 해서 얻어진 미세강선은 그대로 미사일 와이어로 사용되며, 다수의 미세강선을 꼬아서 만든 스틸코드와 다양한 종류의 제품용으로 사용된다.
최근 들어 타이어의 중량을 감소시키고 승차감을 개선시키고 스티어링 안정성을 향상시키기 위하여 더 높은 인장강도를 갖는 미세강선의 타이어 강화스틸코드로서 사용된다. 미세강선의 강도를 높이기 위해서, (1)최종 와이어 인발가공전에 파텐팅된 와이어의 인장강도를 향상시키기 위하여 탄소농도가 증가된 고탄소강을 사용하는 방법 또는 (2) 최종와이어 직경까지 와이어 인발에서 생기는 가공변형을 가능한한 높이는 방법이 시행되어 왔다. JIS SWRS 72A 또는 ＳＷＲＳ82Ａ와 동가인 탄소강이 스틸타이어코드용 와이어로드 재료로서 사용되어 왔다. 그러나, 상기 탄소강을 사용한 미세강선의 인장강도가 상술한 요건을 만족시키기 위하여 최종 외이어 직경까지 와이어 인발에서 생긴 가공변형을 증가시킴으로써 그 인장강도가 증가된다면, 연성과 인성은 강도가 증가됨에 따라 현격히 감소하게 되어 비틀림 시험 초기에 층상으로 박리되거나 단면적 감소율이 낮아지게 된다. 더욱이, 상기 탄소강에 있어서, 단지 탄소량은 증가시켜 파텐팅된 와이어의 인장강도가 증가된다면 아공석 망상 시멘타이트는 오스테나이트 결정입계에 용착(depoSition)되어 이것 역시 인성과 연성을 열화시킨다. 인성과 연성이 열화됨에 따라, 스틸타이어코드의 미세선으로 웨트드로잉하는 동안 또는 케이블화하는 동안에 파단이 빈번하게 발생하여 생산성이 상당히 저하된다.
더욱이 상기와 같은 공정에 의해 스틸타이어코드가 제조되는 동안에 단지 인장강도만을 증가시키기 위해 탄소량을 증가시키면, 아공석 시멘타이트는 압연된 상태의 와이어로드내의 선행 오스테나이트 결정입계에 용착되어 파단이 빈번하게 발생되므로 예컨대 중간 제조공정에서와 같이 1차 와이어 드로잉에서 생산성이 상당히 저하된다.
[발명의 요약]
본 발명은 전기의 상황하에서 완성되었으며, 본 발명의 목적은 미니추어 로프용 재료 또는 미사일 와이어등과 같이 연선제품용 재료와 벨트코드, 타이어코드용의 고무강화재로 사용되는 고강도·고인성을 갖는 저합금미세강선 및 이러한 미세강선을 제조하기 위한 와이어로드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, Ｃ : 0.85-1.2중량%(바람직하게는 0.9(초과)-1.2중량%), Ｓi : 0.45중량%이하, Ｍn : 0.3-1.0중량% 및, 0.1-4.0중량%의 Ｍi : 0.05-4.0중량%의 Ｃo로 이루어진 군으로부터의 선택된 1이상의 원소를 함유하고 필요에 따라 0.05-0.5중량%의 Ｃu, 0.05-0.5중량%의 Ｃr, 0.02-0.5중량%의 Ｗ, 0.05-0.5중량%의 Ｖ, 0.01-0.1중량%의 Ｎb, 0.05-0.1중량%의 및 Ｚr, 0.02-0.5중량%의 Ｍo로 이루어진 군으로부터 선택된 1이상의 원소를 함유하며 잔부가: Fe와 불가피한 불순물(단 불순물중에서 Ａ1 : 0.005중량%이하, Ｐ : 0.02중량% 및 Ｓ : 0.015중량%이하)로 이루어진 고인장강도 고인성 미세강선용 와이어로드가 제공되며 압연된 그대로인 상태(이하 압연된 상태라함) 또는 압연되고 재열 처리된 상태에서 아공석시멘타이트의 평균면적비는 10%이하로 특정된다. 인발 또는 케이블화하는 동안 파단을 억제하려는 견지에서 전체량에 대한 비금속개재물의 조성은 다음과 같이 특정되는 것이 바람직하다.
(1) Ａl2Ｏ3: 20중량%이하, ＭnＯ : 40중량%이하, ＳiＯ2: 20내지 70중량% 또는
(2) Ａl2Ｏ3: 20중량%이하, ＣaＯ : 50중량%이하, ＳiＯ2: 20 내지 70중량.
본 발명에 따라 고인장강도 미세강선은 상기의 다양한 조성요건을 만족하는 와이어로드가 0.4㎜이하의 직경의 미세강선으로 인발되었을 때 최종 파텐팅후의 와이어 드로잉에서 총단면적 감소율이 95%이상이 되도록 가공변형을 갖는다는 특징이 있다.
상기 미세강선에 있어서, 인장간도치(kgf/㎜2)가 270-(130×log10Ｄ) (Ｄ : 와이어직경 (㎜))이상이고 인장시험에서 단면적감소율이 35%이상인 직경이 0.4㎜이하인 고인장강도 고인성 미세강선을 얻을 수 있다.
더욱이, 얻어진 미세강선을 꼬아서 스틸 코드 또는 벨트코드 또는 미니어추어 로프와 같은 다양한 종류의 제품을 만들 수 있다.
[바람직한 실시예]
직경이 0.4㎜인 미세강선의 원료재료로서 상용의 고탄소강 와이어로드(예를들면 JIS G 3506) 또는 피아노 와이어로드(예를 들면 JIS G 3502)는 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 와이어 드로잉에서 총단면적 감소율이 95%을 넘고 인발된 와이어의 인장강도가 320kgf/㎜2이상인 경우는 인장시험에서의 단면적감소율이 상당히 낮아진다. 인장시험에서는 35%이상의 단면적감소율이 필요한데 그 이유는 만약 단면적감소율이 35%이하이면 최종 웨드-드로잉 또는 트위스팅에서 종종 파단이 생기기 때문이다. 더욱이, 상용의 원료물질에서 강도의 증가는 비틀림 시험에서 불가피하게 층상박리를 일으키는데 이것은 트위스트공정에서 빈번하게 파단을 발생시키며 또한 스틸코드에 길이를 불균일하게 한다. 따라서 강도의 증가를 억제하여야만 한다. 더욱이, 에컨대 직경이 5.5㎜인 압연된 상태의 재료는 직경이 약 3㎜까지 1차 인발가공되는데 이것은 과공석강의 경우 많은 양의 아공석 시멘타이트가 선행 오스테나이트 결정입계에 용착되는 문제를 야기시킨다. 결국, 파단은 생산성을 저하시키며 비록 파단을 일으키지 않지만 미소균열이 강내에 잔류하여 2차 인발에서 파단을 일으키거나 미세강선의 특성을 저하시킨다.
본원 발명자에 의해 행해진 연구에 의하면, 본 발명에서 한정한 조성과 구조를 가지고 있는 강재의 와이어 드로잉과 같은 제조공정에서 만족스러운 연성과 인성을 보장할수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 본 발명의 강재는 270-(130×log10Ｄ)(Ｄ : 와이어직경(㎜))값이상의 갖는 직경이 0.4㎜이하인 미세강선으로 와이어 드로잉한 경우에도 만족스러운 연성과 인성을 보장할수 있다. 더욱이 와이어 드로잉에서의 면적 감소율이 증가하는 경우에 있어서의 효과를 확인하기 위한 실험결과에 의하면, 상기 식에 의해 한정되는 값이상의 인장강도를 유지하기 위해서 그리고 파괴후의 단면적감소율이 35%이상이기 위해서, 최종 파텐팅(최종 와이어 드로잉 고정)후에 와이어드로잉에 있어서의 총단면적감소율은 95%이상으로 특정된다는 것을 발견하였다. 그리하여 본 발명이 완성되었다. 본 발명에서 각각의 조성을 화학적 조성을 특징하는 이유는 다음과 같다.
Ｃ : 0.85 내지 1.2중량%
Ｃ의 함량이 높아짐에 따라 미세강선의 강도는 증가될 수 있다.
그러나 단순히 Ｃ의 함량이 증가해서는 아공석 시멘타이트가 압연 또는 파텐팅공정에서 특히 최종인발 또는 트위스팅공정에서 용착되어 파단이 빈번하게 발생된다. 이러한 단점은 후술할 Ｃo의 첨가효과에 의해 억제될 수 있다. Ｃ의 함량%을 넘으면 편석이 상당히 증가되어 압연 또는 파텐팅을 아공석없이 수행하기 위해서는 Ｃo의 첨가량을 증가시켜야하며 이것에 의해 생산비가 높아지고 게다가 결과적으로 퍼얼라이트내에서 페라이트에 비해 시멘타이트의 양이 증가되어 미세강선의 인성과 연성을 저하시킴으로써 빈번한 파단을 발생시킨다. 따라서, Ｃ의 함량은 1.2중량%이하로 특정되어야 한다. 한편, Ｃ의 함량이 0.85중량%이하가 되면, 요망되는 미세강선의 인장강도를 얻을수 없다. 더욱이, 보다 높은 강도를 얻으려는 견지에서 Ｃ의 함량을 0.9중량%이상으로 특정하는 것이 바람직하다.
Ｓi : 0.45중량%이하
Ｓi는 고용체내의 페라이트를 강화시키는 파텐팅된 재료의 인장강도를 증가시키며 탈산하기 위한 효과적인 원소이다. 그러나 Si를 0.45중량%이상 첨가하면 서브스케일의 형성이 증가되고 입계산화가 증가되어 2차 스케일에 대한 기계적 탈스케일능이 저하된다.
Mn : 0.3 내지 1중량%
Mn은 용융공정에 탈산원소로서 효과적이다. 특히, 본 발명의 강은 저 Si강도이기 때문에 Mn이 첨가되어야 한다. 더욱이 Mn은 강내에서 MnＳ로서 Ｓ를 고정시키는 기능이 있고 강내에 고용된 Ｓ에 의한 강선의 연성의 저하를 방지하는 효과가 있다. 이런 효과 때문에, Mn은 0.3중량%이상 첨가되어야 한다.
더욱이 Mn은 웨트-드로잉 또는 트위스팅공정에서 파단을 일으키는 비금속 개재물의 조성을 만족스러운 연성을 복합물 조성으로 조정하기 위한 중요한 원소이다. 이러한 목적 때문에 적절한 양의 Mn을 첨가하는 것이 불가피하다. 한편, Mn 역시 Mn함량이 1.0중량%을 넘을 경우에 강의 경화능을 높여주며 편석되기 쉬운 원소이기 때문에 마르텐사이트와 같은 저온 변태상이 편석된 영역에 모여 쿠피형(cuppy-like) 파단을 야기한다.
Mi : 0.1 내지 4중량%
Mi는 페라이트내로 고용되는 페라이트의 인성을 효과적으로 개선하는 원소이지만 이런 효과는 Mi함량이 0.1준량%이하일 경우에는 얻을 수 없다. 한편, Mi함량이 4중량%을 넘을때도 그 효과는 포화된다.
Co : 0.05 내지 4중량%
Co는 아공석 시멘트타이트의 용착을 방지하고 퍼얼라이트의 라멜라 간격을 개량 하는데 효과적이다. 이러한 효과를 얻기위해서는 Co는 0.05중량%이상 첨가되어야 한다. 그러나, Co함량이 4중량%를 넘을 경우에는 생산비의 상승과 함께 효과는 포화된다.
본 발명에 따른 고강도·고인성 미세강선용 와이어로드는 기본원소로서 상기의 원소를 가지며 잔부로 불가피한 불순물을 포함한다. 불순물증에서 Ａl,Ｎ,Ｐ 및 Ｓ는 하기와 같이 제한되어야 한다.
Ａ1 : 0.005중량%이하
Al은 용융공정에서 탈산을 위해 그리고 오스테나이트결정입의 조대화를 방지하기 위해 효과적인 원소이다. 그러나, Al의 함량이 0.005중량%을 넘는 경우에, Ａl2Ｏ3또는 ＭgＯ-Ａl2Ｏ3와 같은 많은 양의 비금속 개재물이 형성되어 웨트-드로잉 또는 트위스팅공정에서 불연속을 야기시킨다. 더욱이, 이같은 비금속 개재물은 최종 웨트-드로잉공정의 다이의 수명을 단축할 뿐아니라 스틸코드 또는 필라멘트의 피로특성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명의 강에 있어서, Al의 함량을 가능한한 낮게 즉 적어도 0.005중량% 이하(0포함) 바람직하게는 0.003중량% 이하로 줄이는 것이 바람직하다.
Ｎ : 0.005중량% 이하
Ｎ의 함량이 0.005중량%을 넘을 경우에, Ｎ은 변형시효에 의해 인성과 연성에 바람직하지 못한 영향을 준다. 그러므로 Ｎ의 함량을 0.005중량% 이하로 억제하는 것이 필요하다.
Ｐ : 0.02중량% 이하
Ｓ와 같이 Ｐ로 강의 연성과 인성을 낮추고 편석되기 쉬운 원소이다. 따라서 본 발명에서는 Ｐ함량을 0.02중량% 이하 바람직하게는 0.015중량%로 제한하는 것이 필요하다.
Ｓ : 0.015중량% 이하
상술한 바와 같이, Ｓ는 강의 인성과 연성을 낮추고 편석되기 쉬운 원소이다. 따라서 본 발명에서는 Ｓ의 함량을 0.015중량% 이하 바람직하게는 0.001중량% 이하로 억제하는 것이 필요하다.
본 발명에 따른 고강도·고인성 미세강선 또는 미세강선용 와이어로드는 필요에 따라 Cu,Cr,Ｗ,Ｖ,Nb,Zr, 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 1이상의 원소를 포함한다.
상기 원소의 각 함량을 특정하는 이유는 하기와 같다.
Cu : 0.05 내지 0.5중량%
나중에 기술할 Cr과 같이 Cu는 내식성을 개선하는데 효과적인 원소이다. 이러한 목적 때문에, Cu는 0.05중량% 이상 첨가되어야 한다. 그러나 Cu의 함량이 0.5중량%를 넘는 경우에 Cu는 결정입계에 편석되어 강괴외 분괴압연 또는 와이어로드 열간압연공정에서 균열의 발생을 촉진한다.
Cr : 0.05 내지 0.5중량%
Cr은 강의 내식성을 개선시키는 효과가 있다.
더욱이 Cr은 와이어드로잉동안에 가공경화속도를 높이는 효과가 있기 때문에, Cr을 첨가함으로써 비교적 낮은 가공비로도 높은 강도를 얻을 수 있다. 그런효과를 얻기 위해서, Cr을 0.05중량% 이상 첨가하는 것이 필요하다. 그러나, Cr함량이 지나치면 퍼얼라이트 변태에 경화능을 높여서 파텐팅 처리를 어렵게 만들고 2차 스케일을 지나치게 치밀하게 만들어 기계적 탈스케일능 또는 산세탈스케일능을 악화시킨다. 따라서 Cr의 함량을 0.5중량% 이하로 제한 하는 것이 필요한다.
Ｗ : 0.02 내지 0.5중량%
Ｗ은 내식성을 개선하는데 효과적인 원소이다. Ｗ함량이 0.02중량% 이하일 경우에 그런 효과는 얻어질수 없다. 한편, Ｗ함량이 0.5중량%을 넘을 경우에는 그 효과는 포화된다.
Ｖ : 0.05 내지 0.5중량% ; Nb : 0.01 내지 0.1중량% ; Zr : 0.05 내지 0.1중량%
Ｖ,Nb,Zr은 미세강선의 인성과 연성을 개선하기 위한 파텐팅공정에서 오스테나이트 결정입도를 개량하는데 효과적인 원소이다. 이런 효과를 얻기위해서는 Ｖ와 Zr : 0.05중량% 이상과 Nb : 0.01중량% 이상을 첨가하는 것이 필요하다. 그러나, Ｖ에 대해 0.5중량% Nb와 Zr에 대해서 각각 0.1중량% 이상 첨가되면 이런효과는 실질적으로 포화된다.
Mo : 0.02 내지 0.5중량%
Mo는 결정입계면에서 Ｐ가 편석되는 것을 억제하여 미세강선의 인성을 개선시키는 효과적인 원소이다.
이러한 효과를 얻기위해서는 0.02중량% 이상 첨가하여야 한다. 한편, Mo 함량이 0.5중량%를 초과하면 파텐팅동안에 퍼얼라이트변태에 오랜시간이 소요되어 생산비가 높아진다.
상기의 원소에 부가해서 Ca,La 및 Ｃｅ과 같은 ＲＥＭ이 필요에 따라 첨가될 수 강선재에는 Al2Ｏ3, SiＯ2, MnＯ, CaＯ등을 주로한 산화물계 개재물이 불가피하게 함유되는데 이들은 냉간가공공정에서의 단선원인이 되기도 하고 피로특성에 악영향을 주는 것으로 알려져 있으므로 이들의 함유량을 작게 제어할 필요가 있다. 이러한 견지에서 와이어 드로잉과 와이어 트위스팅하는 동안에 파단을 억제하기 위하여 비금속 개재물의 조성을 하기와 같이 특정하는 것이 바람직하다.
(1) Al2Ｏ3: ２０중량% 이하, MnＯ : 40중량% 이하, SiＯ2: 20 내지 70중량%(필요에 따라서 ＭｇＯ : 15중량% 이하)
(2) Al2Ｏ3: 20중량% 이하, CaＯ : 40중량% 이하, SiＯ2: 20 내지 70중량%(필요에 따라서 ＭｇＯ : 15중량% 이하)
여기서, Al2Ｏ3가 20중량%를 넘으면 주위를 실리케이트로 둘러 쌓인 비연성의 Al2Ｏ3와 ＭｇＯ-Al2Ｏ3등이 존재하여 단선의 원인이 되며 SiＯ2가 70중량%를 넘게 되면 연성이 저하되고 피로특성에 악영향을 주는 경우가 있다.
더욱이, 본 발명의 미세강선을 스틸코드에 적용하는 경우에 예컨대 일본특허 공개공보 제57-183253호, 제55-90692호, 제62-22910호 미국특허번호 제4627229호와 제4258543호 및 일본실용신안공개공보 제58-92395호에 기재되어 있는 공지의 트위스트 구조를 스틸코드뿐아니라 새로운 트위스트 구조를 갖는 스틸코드에 적용될 경우에 미세강선은 중량감소에 기여할 수 있다.
[실시예]
실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 기술하겠다. 그러나, 다음의 실시예는 본 발명을 제한하지 않으며 서술한 요지내의 어떠한 개량도 본 발명의 기술범위내에 포함된다.
[실시예 1]
표 1은 진공용해로에서 용해되는 시험강(Ｎos1-18)의 화학조성을 나타낸다.
진공에서 용해한 150kg의 강괴를 115×115(㎜)의 빌렛으로 단조하여 압연온도와 냉각속도를 조절하면서 직경이 5.5㎜인 와이어로드로 열간압연하였다. 각각의 와이어로드의 단면조직을 관찰하고 선행 오스테나이트 결정입계에 용착된 아공석시멘라이트의 면적비를 상분석기(image analyzer)로 측정하였다. 결과는 표 1 에 나타내었다.
이 와이어드를 2.65㎜인 직경으로 인발하였고 인발동안에 발생된 파단의 수를 측정하였다. 제 1 도 압연된 상태의 재료의 아공석 시멘타이트의 면적비와 와이어로드의 파단수 사이의 관계를 나타낸다. 제 1 도로부터 명백히 알수 있는 인발동안의 파단은 아공석 시멘타이트의 면적비를 10% 이하로 감소시킴으로써 극히 억제될 수 있다.
얻어진 강선을 파텐팅하고 그 다음에 1.3㎜ 직경으로 인발하였다. 이렇게해서 얻어진 강선을 다시 파텐팅하고 플레이팅한 다음 각각 직경이 0.2㎜(총 단면적 감소율 : 97.6%)인 미세강선으로 웨트-드로잉하였다. 표 2는 얻어진 미세강선의 특성(인장강도, 단면적감소율, 비틀림시험시의 층상박리의 유·무)을 나타낸다. 표 2로부터 명백히 알수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 와이어로드는 인성과 연성이 우수하며 고강도·고인성을 갖는 미세강선을 얻을 수 있다.
그다음 시험강 제1,10 및 18번을 직경 0.2㎜로 인발하고 와이어 드로잉시의 파단수와 비금속 개재물의 조상사이의 관계를 조사하였다. 그 결과는 표 3에 나타내었다. 표 3으로부터 명백히 알수 있는 바와 같이 와이어 드로잉 동안의 파단은 비금속개재물의 조성을 적절히 제어함으로써 최소화될 수 있다. 더욱이 최종파텐팅직경이 1.0㎜와 0.85(시험강 Ｎo. 16은 0.85)인 시험강 제 1 번과 제16번을 직경이 0.2㎜인 미세강선으로 웨드-드로잉하고, 와이어드로잉 동안의 총단면적 감소율과 최종 파텐팅후의 최종 미세강선의 특성(인장강도, 단면적 감소율) 사이의 관계를 조사하였다. 이 결과는 최종 파텐팅 직경이 1.3㎜로 특정된 경우(표 2에 나타냄)와 비교해서 표 4에 나타내었다. 표 4로부터 명백히 알수 있듯이 고강도·고인성 미세강선은 최종인발에서 95% 이상으로 총단면적 감소율을 감소시킴으로써 획득할 수 있다.
본 발명에 따른 미세강선에 있어서, 와어서, 직경과 인장강도사이이에 관계를 조사하였는데 그 결과를 제 2도에 나타내었다. 제 2도로부터 명백히 알수 있듯이 본 발명에 따른 미세강선은 매우 높은 강도를 나타낸다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
[실시예 2]
표 5는 진공용해로에서 용해되는 시험강(Nos. 19-39)의 화학조성을 나타낸다.
진공에서 용해된 150kg의 강괴를 115×115(㎜)의 빌렛으로 단조하여 압연온도와 냉각속도를 조절하면서 직경이 5.5㎜인 와이어로드로 열간 압연하였다. 실시예 1에서와 같은 방법으로 측정한 와이어로드의 아공석 시멘타이트의 면적비를 표 1에 나타내었다.
얻어진 와이어로드를 반복적으로 열처리하여 직경 1.75㎜로 와이어드로잉하고 그 다음에 파텐팅하고 직경이 각각 0.25㎜ 또는 0.3㎜인 미세강선으로 습윤인발하였다. 표 6은 결과된 미세강선의 특성(인장강도, 단면적 감소율, 비틀림시험동안 층상박리의 유무)를 와이어 직경과 단면적 감소율과 함께 나타낸다.
표 6으로부터 명백히 알수있듯이 본 발명에 따른 미세 와이어로드는 고강도·고인성을 달성할 수 있다.
한편, 본원 발명인 열연 와이어로드에 대해 기계적 탈스케일시험을 행한후에 잔류스케일의 양에 따른 제 2스케일의 탈스케일기능을 평가하였다. 제 3도는 Si함량과 잔류스케일의 양 사이의 관계를 나타내며, 제 4도는 Cr함량과 잔류스케일 사이의 관계를 나타낸다. 그 결과로 본 발명에 따른 미세 와이어로드 역시 만족스러운 제 2스케일의 탈스케일능을 갖는다는 것을 알 수 있다.
[표 5]
[표 6]
[실시예 3]
표 7는 진공용해로에서 용해되는 시험간(Nos. 40-59)의 화학조성을 나타낸다.
진공에서 용해된 150kg의 강괴를 발렛으로 열간 단조하여 압연온도를 조절하면서 직경이 5.5㎜와이어드로 열간 압연하였다. 와이어드로드의 조직을 관찰하고 선행 오스테나이트 결정입계면에 용착된 아공석멘타이트의 면적비를 상분석기로 측정하였다. 그 결과는 표 7에 나타내었다.
얻어진 와이어로드를 직경 2.65㎜로 인발하고 와이어드로잉시의 파단수를 측정하였다. 그 결과를 표 8에 나타내었다. 결과된 강선을 파텐팅하여 직경 1.3㎜로 인발하였다. 강선을 다시 파텐팅하고 플래이팅한 다음 직경 0.2㎜(총 단면적 감소율 : 97.6%)의 미세강선으로 웨트-드로잉하였다. 제 8도 역시 결과된 미세강선의 특성(인장강도, 파괴후의 단면감소율, 비틀림 시험시 층상박리의 유·무)을 나타낸다.
표 8로부터 명백히 알수있듯이 본 발명에 따른 와이어로드는 연성과 인성이 우수하며 고강도·고인성을 갖는 미세강선을 얻을 수 있다.
그 다음에 시험강 제41,57 및 59번을 직경 0.2㎜로 인발하고 와이어드로잉시 파단수와 비금속 개재물의 조성사이의 관계를 조사였는데 이 결과는 표 9로부터명백히 알 수 있는 바와같이 와이어드로잉시의 파단은 비금속개재물의 조성을 적절히 조절함으로서 최소화될 수 있다.
[표 7]
(주) 시험강 제40-57의 Ｎ의 함량 : 0.0028 내지 0.0041
[표 8]
[표 9]

Claims (11)

  1. 고강도·고인성 미세강선용 와이어드로드에 있어서, Ｃ : 0.85-1.2중량%, Ｓi : 0.45중량% 이하, Mn : 0.3-1.0중량%와 Mi : 0.1-4.0중량의%와 Co: 0.05-4.0중량%로 이루어진 군으로 부터의 선택된 1이상의 원소 및 잔부 Fe와 불가피한 불순물(단 불순물중에서 Al : 0.005중량%이하, Ｎ : 0.005중량%이하, Ｐ : 0.02중량%이하 및 Ｓ : 0.015중량%이하임)을 함유하며, 압연된 상태 또는 압연되고 재열처리된 상태에서 아공석 시멘타이트의 평균면적비가 10%이하로 특정되는 것을 특징으로 고강도·미세강선용 와이어드로.
  2. 고강도·고인성 미세강 와이어로드에 있어서, Ｃ : 0.85-1.2중량, Si : 0.45중량%이하, Mn : 0.3-1.0중량%와 Ｎｉ : 0.1-4.0중량%와 Co : 0.05-4.0중량%로 이루어진 군으로부터 선택된 1이상의 원소, Cu : 0.05-05중량%와 Cr : 0.05-0.5중량%와 Ｗ : 0.02-0.5중량%로 이루어진 군으로부터 선택된 1이상의 원소 및 잔부 : Fe와 불가피한 불순물(단 불순물중에서 Al : 0.005중량%이하, Ｎ : 0.005중량%이하, Ｐ : 0.02중량%이하 및 Ｓ : 0.015중량%이하임)을 함유하며, 압연된 상태 또는 압연되고 재열처리된 상태에서 아공석 시멘트타이트의 평균면적비가 10%이하로 특정되는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선용 와이어 로드.
  3. 고강도·고인성 미세강선용 와이어드로드에 있어서, Ｃ : 0.85-1.2중량%, Ｓi : 0.45중량%이하, Mn : 0.3-1.0중량%와 Ｎｉ : 0.1-4.0중량%와 Co : 0.05-4.0중량%로 이루어진 군으로 선택된 1이상의 원소, Ｖ : 0.05-0.5중량%와 Nb : 0.01-0.1중량%와 Zr : 0.05-0.1중량%와 Mo : 0.02-0.5중량%로 이루어진 군으로부터 선택된 1이상의 원소 및 잔부 : Fe와 불가피한 불순물(단 불순물중에서 Al : 0.005중량%이하,Ｎ : 0.005중량이하,Ｐ : 0.02중량%이하,Ｓ : 0.015중량%이하임)을 함유하며, 압연된 상태 또는 압연되는 재열처리된 상태에서 아공에서 아공석 시멘트타이트의 평균면적비가 10%이하로 특정되는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선용 와이어 로드.
  4. 제 1 항에 있어서, 전체 비금속 개재물에 대한 비금속 개재물의 조성이 (ａ) Ａl2Ｏ3: 20중량%이하,MnＯ : 40중량%이하,SiＯ2: 20 내지 70중량% 또는 (ｂ) Al2Ｏ3: 20중량%이하, CaＯ : 중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량로 특정되는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선용 와이어 로드.
  5. 고강도·고인성 미세강선에 있어서, 상기 제 1 항에 정의된 미세강선용 와이어로드를 직경이 0.4㎜이하인 미세강선으로 인발하여 최종 파텐팅후의 와이어 드로잉에서 총단면적 감소율이 95%이상이 될만큼의 가공변형도를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선.
  6. 고강도·고인성 미세강선에 있어서, 상기 제 4 항에서 정의된 미세강선용 와이어로드를 직경이 0.4㎜이하인 미세강선으로 인발하여 최종 파텐팅후의 와이어 드로잉에서 총단면적 감소울이 95%이상이 될만큼이 가공변형도를 갖는 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선.
  7. 제 5 항에 있어서, 강선의 직경은 0.4㎜이하이며, 인장강도치(kgfｍｍ2)가 270 -(130×log10Ｄ)(Ｄ:와이어 직경(㎜))이상이고 단면적감소율이 35%이상이며, 전체 비금속 개재물에 대한 비금속 개재물의 조성이 (ａ) Al2Ｏ3: 20중량%이하, MnＯ : 40중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량% 또는 (ｂ) Al2Ｏ3: 20중량%이하, CaＯ : 50중량%이하, SiＯ2 : 20내지 70중량%로 특정되는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선.
  8. 제 2 항에 있어서, 전체 비금속 개재물에 대한 비금속 개재물의 조성이 (ａ) Ａl2Ｏ3: 20중량%이하, MnＯ : 40중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량% 또는 (ｂ) Al2Ｏ3: 20중량%이하, CaＯ : 50중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량%으로 특정되는 것을 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선.
  9. 제 3 항에 있어서, 전체 비금속 개재물에 대한 비금속 개재물의 조성이 (ａ) Ａl2Ｏ3: 20중량%이하, MnＯ : 40중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량% 또는 (ｂ) Al2Ｏ3: 20중량%이하, CaＯ : 50중량%이하, SiＯ2: 20 내지 70중량%로 특정되는 것을 특징으로 고강도·고인성 미세강선.
  10. 고강도·고인성 미세강선에 있어서, 상기 제 2 항에 정의된 미세강선용 와이어로드를 직경이 0.4㎜이하인 미세강선으로 인발하여 최종 파텐팅후의 와이어 드로잉에서 총단면적 감소율이 95%이상이 될 만큼의 가공변형도를 갖는 특징으로 하는 고강도·고인성 미세강선.
  11. 고강도·고인성 미세강선에 있어서, 상기 제 3 항에서 정의된 미세강선용 와이어로드를 직경이 0.4㎜이하인 미세강선으로 인발하여 최종 파텐팅후의 와이어 드로잉에서 총단면적 감소율이 95%이상이 될만큼의 가공변형을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도, 고인성 미세강선.
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